在19年考研数学一中,压轴题通常涉及高等数学、线性代数和概率论与数理统计三个部分的综合应用。以下是一道具有代表性的压轴题:
题目:
设函数 \( f(x) = x^3 - 6x^2 + 9x \) 在区间 \([0,3]\) 上可导,且 \( f(0) = f(3) = 0 \)。求证:存在 \( \xi \in (0,3) \),使得 \( f'(\xi) = 0 \)。
解题过程:
首先,由罗尔定理可知,若函数 \( f(x) \) 在闭区间 \([a,b]\) 上连续,在开区间 \((a,b)\) 内可导,且 \( f(a) = f(b) \),则存在 \( \xi \in (a,b) \),使得 \( f'(\xi) = 0 \)。
根据题目条件,\( f(x) \) 在区间 \([0,3]\) 上连续,在开区间 \((0,3)\) 内可导,且 \( f(0) = f(3) = 0 \)。因此,根据罗尔定理,存在 \( \xi \in (0,3) \),使得 \( f'(\xi) = 0 \)。
接下来,计算 \( f'(x) \):
\[ f'(x) = 3x^2 - 12x + 9 \]
令 \( f'(\xi) = 0 \),得:
\[ 3\xi^2 - 12\xi + 9 = 0 \]
解这个一元二次方程,得:
\[ \xi = 1 \quad \text{或} \quad \xi = 3 \]
由于 \( \xi \) 必须在区间 \((0,3)\) 内,故 \( \xi = 1 \)。
因此,存在 \( \xi = 1 \in (0,3) \),使得 \( f'(\xi) = 0 \)。
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